DE8407989U1

DE8407989U1 - Dateneingabetafel zum Eingeben von Daten in einen Computer

Info

Publication number: DE8407989U1
Application number: DE8407989U
Authority: DE
Original assignee: KOALA TECHNOLOGIES CORP LOS ALTOS CALIF US
Current assignee: KOALA TECHNOLOGIES CORP LOS ALTOS CALIF US
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1984-03-15
Publication date: 1988-12-15
Also published as: US4570149A

Description

Dateneingabetafel zum Eingeben von Daten in einei* Computer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dateneingabetafel zum Eingeben von Daten in einen Computer oder eine Graphikanzeigeeinrichtung r insbesondere auf eine Tafel/ die in der Lage 1st» die einzelnen Positionen, die auf ihr angetippt oder berührt werden, in eine digitale Entsprechung der X- u. Y-Koordinaten der betreffenden Position zu übersetzen.

Es ist bereits eine Anzahl von Einrichtungen zum Steuern der Bewegung eines Cursors auf einem Sichtschirm oder dergl. vorgeschlagen worden. Unter diesen zahlreichen Cursorsteuerungen ist eine Dateneingabetafel bekannt geworden, die aus vier I Sätzen von Schaltern besteht, wovon jeder die Cursorbewegung i in einer der vier orthogonalen Richtungen steuert, wie dies \ in US-PS 4 313 113 (David Thornburg) offenbart 1st. ^l

20

Eine weitere Dateneingabetafel zum Eingeben von zweidimensionalen

Graphikdaten in ein digitales System, beispielsweise ein Kommunikationssystem, 1st 1n US-PS 4 079 194, ausgegeben am &sfgr; 14. März 1978 auf eine Anmeldung von Kley hin mit dem Titel "Graphical Data Entry Pad", offenbart. Bei Kley 1st ein widerstandsbehafteter Raster- oder Gitterbereich offenbart, mit dem eine leitende Schicht selektiv In Berührung gebracht \ werden kann, so daß graphische Daten durch eine externe elektronische Schaltungsanordnung, die einen Widerstand mißt, er2eugt werden können. Der widerstandsbehaftete Gitterbereich 1st durch ein Anordnungsmuster aus widerstandsbehafteter Tinte auf einer Basis gebildet und von der leitenden Schicht durch eine aufgeschäumte thermoplastische Isolationsschicht getrennt. Den Gitterbereich umgeben Binder oder Streifen nitriHne'm hohen Widerstand, um so den Ausgengsssignalwert zu Hnear1s1eren. Dta Dateneingabetafel gemäß US-PS 4 079 194 besteht aus einem ebenen rechteckigen, w1-

-B-

derstandsbehafteten Gitterbereich mit vier Rändern aus einem mäßig widerstandsbehaften Material sowie einer leitenden Schicht, die von dem widerstandsbehafteten Gitterbereich einen Abstand aufweist, jedoch parallel zu diesem derart angeordnet ist, daß der widerstandsbehaftete Gitterbereich oder die leitende Schicht jeweils in die Richtung des anderen Elements ausgelenkt werden kann, um dadurch an einem ausgewählten Punkt einen elektrischen Kontakt herzusteUan. Die vier Ränder des widerstandsbehaftetej Gitterbereichs werden durch widerstandsbehaftete SchaltungsanoEdnungen berührt, die

jeweils einen wirksamen Widerstand parallel zu den Rändern ([) des widerstandsbehafteten Gitterbereichs aufweisen, der wesentlich höher als der des widerstandsbehafteten Gitterbereichs ist. Es sind vier Verbinder vorgesehen, um auf einer Eins-Zu-Eins-Basis die widerstandsbehaftete Schaltungsanordnung, welche die Ränder des widerstandsbehafteten Gitterbereichs miteinander verbindet, mit einer externen Schaltungsanordnung zum Bestimmen der X- u. Y-Koordinaten des Punkts der Berührung zwischen dem widerstandsbehafteten Gitterbere.irb- und der leitenden Schicht zu verbinden. Um die Schaltungsanordnung zu vervollständigen, ist der widerstandsbehaftete Gitterbereich von der leitenden Schicht durch eine "große Anzahl von hängenden Nasen oder VorsprUngen 24 ... , die dicht beieinan- r_} der liegend Über die gesamte Ausdehnung der unteren Oberfläehe einer oberen Abdeckung 12 ausgebildet sind, wobei sich die Nasen 24 so erstrecken, daß sie 1n ein isolierendes Trennten 20" zwischen dem widerstandsbehafteten Gitterbereich und dem leitenden Material eindringen, getrennt (US-PS 4 079 194, Spalte 2, Streifen 23 bis 26). Das Isolierende Trennteil 20 zwischen der leitenden Schicht und dem widerstandsbehafteten Material 1st aus einem isolierenden theromopiastischen Material oder einem federnden und flexiblen Material einer relativ geringen Dichte gebildet. Auf das Niederdrucken der oberen Abdeckung 12 hin treten die Nasen oder Vorsprung« 24-thirch"das Isolierende Material hindurch 1n Kontakt mit dem widerstandsbehafteten Material auf einem Basisteil 22. In einem anderen Ausftihrungsbeispiel weist die

$ ··&diams;t ·

-9-

obere Abdeckung keine hängenden N»sen oder Vorsprünge 24 auf, sondern das isolierende Trennteil 20 "ist ein sog. Offen-Arbeitstyp, der Über seine ganze Ausdehnung mit einer Vielzahl von Öffnungen 58 versehen ist, die sich durch dieses erstrecken" (US-PS 4 079 194, Spalte 5, Streifen 5 bis 8). Das Niederdrücken der oberen Abdeckung veranlaßt das isolierende Trennteil 20, sich zu komprimieren, so daß die obere Abdeckung 12 das widerstandsbehaftete Material auf der Oberseite des Basisteils 22 durch eine oder mehrere der Öffnungen 58 berührt.

O Die Dateneingabetafel, die für Kley offenbart ist, hat die unerwünschte Eigenschaft, daß die X- u. Y-Koordinaten einer Position, die auf der Abdeckung 12 berührt worden ist, nur innerhalb der Genauigkeit der Abmessungen der Nasen 24 oder der Öffnungen in dem Trennteil 20 zwischen dem leitenden Material tuf iir Bodenfläche der oberen Abdeckung 12 und dem widerstandsbehifteten Material auf der oberen Oberfläche des Basisteils 22 bestimmt werden können.

20

Kley offenbart in der US-PS 4 214 122, ausgegeben am 22. Juli 1980, eine ähnliche rechteckige Dateneingabetafel, in der eine Anordnung von leitenden Streifen relativ zu dem wider-( ) standsbehafteten Gitterbereich derart ausgewählt ist, daß die Linearität der Spannungsgradienten in dem rechteckigen Graphikbereich verbessert ist.

Weitere Patentschriften zum Stand der Technik, die graphische Eingabeeinrichtungen offenbaren, welche rechteckige widerstandsbehaftete Lagen, Ebenen oder dergl. verwenden, enthalten die US-PS¹&eegr; 2 900 446, 3 304 612, 3 522 664, 3 591 718, 3 699 439, 3 798 370 und 3 806 912.

Die US-PS 3 522 663 offenbart ein flexibles Tt11, das mit einer leitenden -Schicht bedeckt 1st, welche oberhalb eines Basisteils positioniert Ut, das mit einem widerstandsbehafteten Material bedeckt 1st, so daß der Ort eines Punktes,

· * * · · Il 41It I

&igr; "i

r· f«*· ti »t

• · · »* it &igr;· &diams; ·

-10-

bei dem die beiden Teile zusammengedrückt werden, durch Messen der Widerstände von den Rändern der Schicht zu dem widerstandsbehafteten Material an dem Punkt bestimmt werden kann. Auch hierbei ist das Ausgangssignal weniger linear als 5 erwünscht.

* Eine andere Technik zur Gewinnung der X-ZY-Positionsinfor- '■:■ mation zum Eingeben in ein Anzeigesystem ist in der US-PS

f 3 541 541 offenbart, bei der ein Indikatorsteuerungsmecha-I 10 nismus für eine Bewegung über eine Oberfläche gezeigt ist. I Dieser Mechanismus erzeugt Positionssignale, die einen Cur- \ - sor, der auf dem Bildschirm einer Katodenstrahlröhre ange-'" zeigt wird, veranlassen, sich zu einer korrespondierenden

Position zu bewegen. Der Mechanismus enthält X- u. Y-Posi-15 tionsräder, die zueinander senkrecht montiert sind, die sich '.- entsprechend den X- u. Y-Bewegungen des Mechanismus drehen I und die Regelwiderstände betätigen, um Signale längs eines I Drahtes zu einem Computer senden zu können, der die Katoden-I Strahlröhrenanzeige steuert.
I 20

j Die US-PS 3 705 956 offenbart einen elektromagnetischen I Sensor, der in einem bestimmten Abstand von einem Gitter-,^: netzwerk gehalten wird, das eine Vielzahl von Leitern aufweist, die ein Gray-Code-Muster definieren. Jeder der Leiter J ' 25 korrespondiert mit einem Gitter In dem Gray-Code, und das

Gitternetzwerk 1st durch Differenzen gekennzeichnet, die mit den Differenzen In den Bits des Gray-Code korrespondieren. Wenn Strom sequentiell durch jeden der Leiter getrieben wird, wird in dem Sensor eine Spannung erzeugt. Der Ort des 30 Sensors In bezug auf das Gitternetzwerk 1st durch Erfassen ; der Phase der Spannung, die In dem Sensor Induziert wird, bestimmt.

$ Eine weitere Dateneingabetafel für diesen Zweck ist in der US-PS i 35 3 911 215, ausgegeben am J. Oktober 1975 aufgrund einer Anmeldung von Hurst et al mit dem TUeI "Discriminating I Contact Sensor" offenbart. Dieser Sensor besteht aus zwei

I« · ** KIi Il M l<

itf # · i(tl*ti

-n-

nebeneinander angeordneten» ein elektrisches Potential aufweisenden Lagen, woven zumindest eine flexibel 1st. welche Lagen voneinander getrennt sind« jedoch zwischen sich einen Kontakt ermöglichen, wenn ein Objekt eines bestimmten

&bgr; Radius seiner Krümmung gegen die flexible Lage gedruckt wird. Die Trennung der beiden Lagen wird durch diskrete kleine Noppen oder Vorsprunge einer Isolierung* die vorzugsweise auf der flexiblen Lage angeordnet 1st, bewerkstelligt, wobei der Abstand und die HOhe der Noppen oder VoraprUnge den größten Radius der Krümmung bestimmt, auf den der Sensor anspricht. Der Kontakt wird nur durch Nieder* drucken der Lage mit einem Schreibstift oder dergl. und nicht etwa durch Irgendeinen Teil der Hand eines Schreibers hergestellt.

Die US-PS 4 319 078, ausgegeben am 9. März 1982

offenbart eine Einrichtung

zum Erfassen von X- u. Y- Koordinaten von Eingabepunkten, die aus einer ersten Paraiieieiektrodengruppe und einer zweiten Para11e1e1ektrodengruppe, weiche der ersten Paraileieiektrodengruppe senkrecht gegenübersteht, besteht. Zwischen der ersten und der zweiten Para11e1e1efctrodengruppe 1st eine druekieitende "Gummilage" angeordnet. Diese Lage wird aufgrund der Ausübung eines Drucks auf die Eingabeoberflache leitend gemacht. Es 1st ein elektrischer Detektor zum Erfassen von Strömen, die durch erste bzw. zweite Widerstände fließen, vorgesehen, die Anschlußenden der ersten und der zweiten Parallelelektrodengruppe berühren.

Weitere Eingabe tafel sind von Sierracin vorgeschlagen

worden, die einen Membranschalter, der als "Transflex" (Wa- I renzeichen von Sierracin) bezeichnet wird, benutzen. Eine ■; sol ehe Dateneingabefcafel enthält einen Film, der mit einer transpa- I renten, elektrisch leitenden Schicht entweder aus Gold oder Iridiumzinnoxid Gedeckt ist. Dieses Material ist auf die Frontfläche einer Katodenstrahlröhre aufgebracht, und die alphanumerischen Anzeigen auf dem Röhrenschirm werden durch

-12-

das Material hindurch gelesen. Dieser Schaitaufbau 1st über seine gesamte Ausdehnung leitend und kann irgendwo innerhalb eines gekennzeichneten Bereiches der betreffenden Graphikanzeige berUhrt werden, um ein gewünschtes Ansprechen daraufhin zu erreichen.

FUr ein Erzeugnis, das von Sierracin hergestellt wird, werden zwei Stucke eines Isolierenden Films jeweils auf einer Oberfläche »1t einer leitenden Schicht bedeckt. Jede der Schichten wird dann durch Ätzen behandelt, um parallele

Isolationsstrelfen zwischen parallelen leitenden Streifen zu ( bilden. Die beiden Filme werden dann derart angeordnet, daß sich die leitenden Streifen auf den beiden Filmen senkrecht zueinander erstrecken und die leitenden Streifen auf dem einen Film von den leitenden Streifen auf dem anderen Film durch einen kleinen Luftspalt getrennt sind. Die Trennung wird durch die Verwendung von Randdichtungen und/oder Zwischenlagen bewirkt. Durch Ausüben einen leichten Drucks werden die Filme miteinander in einen elektrischen Kontakt gebracht, was bewirkt, daß ein Strom in eine spezielle Schaltung fließt. In einem Ausführungsbeispiel ist die übliche Methode zum Gewinnen einer Information die, abwechselnd eine der Lagen oder einen der Filme des Aufbaus ent-( , weder an eine Konstantspannungs- oder Konstantstromquelle zu legen, während die jeweils andere Lage oder der jeweils andere Film als Sensor benutzt wird. Die sich ergebenden X-u. Y-Signale werden gemessen, gefiltert und dann digitalisiert, um die Systembedingungen zu erfüllen. Ob ein bestTüBrtes Jto$e»ng*ff9ft*t die X- öder die Y-Riehtung betrifft, hingt davon ab, welcher der Filme als der Sensor und welcher als die Eingangssignalquelle benutzt wird. Das Ausgangssignal nuß über einen Lastwiderstand abgenommen werden, der in seinem Wert groß im Vergleich zu dem Widerstand des Films, der als der Sensor benutzt wird, ist.

—

Die Figuren 5A, 5B, 5C u. 5D zeigen eine Schaltungsanordnung, die dieser Erfassungsanordnimg gemäß dem Stand der

-13-

Technik zugeordnet 1st.

Hit der vorliegenden Erfindung werden die Nachtelle der GrapMkanzeige-Eingabeanotfdiumgen durch Vorsehen einer Berührungsplattenkonstruktion vermieden, die merklich die S Einwirkungen der Impedanz des Sentorfiims oder der Sensorlage auf das sich ergebende Ausgangs1eses1gna1 bezuglich der Position, die durch die PosWonserfassuflgslage oder den Positionserfassungsfilm erfaßt wird» vermindert.

Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel für die vorliegende Erfindung wird der Fehler beim Lesen des Ausgangssignals auf nicht mehr als ein Viertel des Fehlers beim Benutzen eines Erfassungsverfahrens nach dem Stand der Technik verringert. Durch Verbinden beider Enden des widerstandsbehafteten MateriaHs auf dem Sensorfilm oder der Sensorlage mit einer Ausgangssehaltung wird der Erfassungsfehler wesentlich 1m Vergleich mit dem Erfassungsfehler beim Stand der Technik verringert.

Gemäß einem anderen Ausfuhrungsbeispiel für die vorliegende Erfindung 1st ein Film oder eine Lage aus einem flexiblen isolierendem Material mit horizontalen leitenden Streifen bedeckt, die in einem vertikalen Widerstand enden. Es 1st eine zusätzliche Lage oder ein zusätzlicher Film identischen Aufbaus vorgesehen» die oder der jedoch unter einem rechten Winkel zu der ersten Lage oder dem ersten Film orientiert ist. Die leitenden und widerstandsbehafteten Materialien auf den beiden Lagen oder Filmen sind derart orientiert, daß sie sich gegenüberliegen, jedoch durch eine I solationsschicht voneinander getrennt sind. Die Isolationsschicht weist auf ihren beiden Oberflächen ein leitendes Material auf. Der Benutzer gibt gleichzeitig eine X- und eine Y-Position durch Druckausübung auf eine kombinierte Mehrlagenstruktur aus drei Lagen oder Filmen ein, wodurch er einen leitenden Schichtstreifen fn Berührung Bit der leitenden Schicht bringt. Der Widerstand, der von dem widerstandsbehafteten Sreifen durch einen Ausgangssignalverstärker erfaßt wird»

-14-

bestimmt die X-Koord1nate und UU Y-Koordinate des Punktes der Berührung.

Die vorliegende Erfindung wird aus der 1m folgenden anhand S von Figuren 1m e1n2e1nen gegebenen Beschreibung verdeutlicht.

Mg. t 2eigt die 2we1 Lagen eines Meterlale, das entsprechend der vorliegenden Erfindung zur Verwendung 1n einer Einrichtung 2ur Erfassung der X« u. Y- Koordinaten eines Berührungspunkts auf den Lagen ent-O wickelt worden 1st.

flg. 2Abaw. Pif. 2b aeigen schemati sch die elektrische Be-IS 2Innung der beiden Lagen, wenn ein Punkt auf einer der Lagen 1n Berührung mit einem Punkt auf der anderen der Lage steht, wie dies durch Schließen eines Schalters 13 dargestellt 1st, sowie schematisch eine ßrundschaltung 1n Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die erlaubt, die Position der Berührung in einer Koordinate (dargestellt als die X-Koordiftate) zu bestimmen.

Q Fig. 3 zeigt eine Darstellung, die die Verringerung der Impedanz des Eingangswiderstandes einer leitenden Schicht verdeutlicht, die als die Eingangsimpedanz Hr einen Operationsverstärker 34 entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzt wird.

Fig. 4 zeigt schewatisch eine Schaltungsanordnung, die benutzt wird, üb den beiden Lagen zugestatten, die X-

\ Koordinate und die Y-Koordinate des Punkts der Be-

' rührung zwischen den beiden Lagen aufeinanderfolgend

. .anzugeben.

35 ~~

Fig. 5a, 5b, 5c und 5d zeigen eine Struktur nach den Stand der Technik zn Messen der X- u. Y-Koordinaten eines

-15-Berührungspunkts.

Flg. 6 zeigt eine vereinfachte Schaltungsanordnung für ein

weiteres Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Flg. 7 zeigt eine Lage eines flexiblen Isolators, der mit horizontalen leitenden Streifen bedeckt 1st, die In einem vertikalen Widerstand münden, zur Verwendung In einer Einrichtung zum Bestimmen einer Koordinate des Berührungspunkts auf einer Tasttafel gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Flg. 8 zeigt eine Explosionstfarstellung der Komponenten eines vollständigen Tasttafel-Aufbaus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Flg. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die vor- ^: Hegende Erfindung.

In Flg. 1 1st, wie bereits erläutert, eine Expiosionsdar- I stellung zweier Lagen oder Schichten eines leitenden Ma-

terials gezeigt, die zur Verwendung 1n einer Einrichtung ^y, gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Eine Dateneingabe- '

tafel 10 enthält eine obere Lage 11, die zur Benutzung zum ;

Messen einer Koordinate eines Punktes, der auf der Lage oder &iacgr; der Schicht berührt wird, geeignet 1st, und eine zweite Lage 12, die zum Messen der anderen Koordinate des angetasteten

Punktes geeignet 1st. Die Lage 11 besteht In dim bevorzugten } AusfUhrungsbe1sp1e1 aus einer Mylar-Lage von angenähert 3

bis 7 Tausendstel Zoll entsprechend ca. 76,2 bis 177.8 ^

Mikrometer Dicke* vorzugsweise S Tausendstel Zoll entspre- I

chtnd ca. 127 Mikrometer-Dicke. In dem mittleren Bereich der |

aus Mylar bestehenden Lage 11 1st eine CiraphUtintenf 1«che I

lic ausgebildet, die einen Flichenwiderstarid von angenähert :

&igr; ·

S--

-16-

300 Ohm aufweist. An zweien der vier Ränder der Lage sind leitende Streifen oder Balken 11a u. 11b eines extrem niedrigen Widerstands derart ausgebildet, daß der leitende Balken 11a im wesentlichen das gleiche Potential wie der leitende Balken 11b hat. Die leitenden Balken lla u. lib sind aus einer Silbertinte in einer Weise gebildet, die aus dem Stand der Technik durchaus bekannt ist. Die zweite, untere Lage 12 weist in ähnlicher Weise in einem mittleren Bereich 12c eine widerstandsbehaftete Graphittintenfläche auf, die einen Flächenwiderstand von angenähert 300 Ohm hat. An zweien der vier Ränder der Lage 12 sind leitende Streifen ( ·, oder Balken 12a u. 12b aus einer Silbertinte derart ausgebildet, daß die Balken im wesentlichen auf gleichem Potential liegen und einen extrem niedrigen Widerstand gegen einen Stromfluß aufweisen.

Die Lagen 11 und 12 sind derart über einen quadratischen Rahmen in der X- und der Y-Richtung gespannt, daß ein Luftspalt von angenähert zehn (10) bis dreißig (30) Tausendstel Zoll entsprechend ca. 254 bis 762 Mikrometer zwischen den beiden Lagen belassen wird. Die leitende Graphittintenfläche lic ist derart angeordnet, daß sie in direktem elektrischen Kontakt mit dem mittleren Bereich 12c, der eine leitende Oberfläche darstellt, steht, wenn die Lage &Pgr; zum Berühren ( 25 der Lage 12 niedergedrückt wird. Der Luftspalt ist derart ausgewählt, daß sichergestellt wird, daß die Lagen nicht von sich aus in Berührung kommen und daß die Kraft die erforderlich 1st, um die eine Lage mit der anderen Lage über ihre aktive Oberfläche hinweg in Berürhung zu bringen, nicht einen ausgewählten Wert, nämlich typischerweise fünf (5) Unzen entsprechend ca. 141.75 g, übersteigt. Natürlich kann der Luftspalt größer werden, wenn die Größe der Tafel erhöht wird.

In Flg. 2.1st der elektrische Kontakt zwischen den Lagen 11 und 12 schematisch durch einen Schalter 13 dargestellt, der entweder geöffnet (kein Kontakt) oder geschlossen sein kann,

• · ·· · I IUM

-17-

um die Berührung zwischen der Gr phittintenflache lic und der Oberfläche oder dem Bereich 12c anzuzeigen. Der Punkt, in dem ein Kontakt zwischen den beiden Oberflächen hergestellt wird, bestimmt die X- und Y-Koordinaten des Berührungspunktes. Der Kontakt wird in herkömmlicher Weise durch Zusammendrücken der beiden Lagen oder Schichten hergestellt.

Fig. 3 zeigt die elektrischen Verbindungen der Lagen 11 und 12, um die eine oder die andere der X- oder Y-Koordinaten des Punktes der Berührung zwischen den beiden Lagen, die zu bestimmen sind, zu ermöglichen. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Lage 12 (die mit der Lage 12 in Fig. 2 korrespondiert) dazu benutzt, die X-Koordinate des Berührungspunktes zu messen, und die Lage 11 (die mit der Lage 11 in Fig. 2 korrespondiert) wird dazu benutzt, die Y-Koordinate dieses Punkts zu messen. Indessen kann jeweils fmr eine Messung zu einem Zeitpunkt durchgeführt werden. Auf diese Weise dient, wenn die Layä 1? benutzt wird, um die X-Koordinate zu messen, die Lage 11 als ein Sensor lediglich, um die Lage 12 zu berühren und um Strom, der repräsentativ für die X-Koordinate des Punktes der Berührung ist, von der Lage IC an einen Operationsverstärker 34 zu leiten. Von dem Operationsverstärker 34 wird dieses Signal an einen Analog/Digital-Wandler 35 abgegeben, um zu ermöglichen, daß die Spannung, die von der als Sensor wirkenden Lage 12 erfaßt wird, in eine digitale Information umgesetzt werden kann, die repräsentativ für die X-Koordinate der Position des Punkts der Berührung ist. Auf diese Weise ergibt das Schließen des Schalters 13 aufgrund der Berührung zwischen der Graphittintenfläche lic und der leitenden Oberfläche oder dem Bereich 12c einen Strom, der von einer Batterie 31 über einen Widerstand R(X), der aus der widerstandsbehafteten Oberfläche oder dem Bereich 12c besteht, fließt. Dieser Strom erzeugt einen Spannungsabfall Über dem Widerstand R(X). Der betreffende Derührungspunkt 13x wird durch die Position auf der X-Achse des Punkts der Berührung zwischen den Oberflächen oder Bereichen 12c und lic auf den Lagen 12 bzw, 11 bestimmt. Ein

J -18-

variabler Kontaktpunkt 13Y repräsentiert die Y-Koordinate des Punktes der Berührung zwischen den Oberflachen oder Bereichen 12c u. lic. Durch Verändern der Positionen auf den X- si. Y-Achsen, bei denen der Kontakt zwischen den beiden 5 Oberflächen oder Bereichen 12 und 11 hergestellt wird, wer- ; den die Kontaktpositionen der Punkte 13X und 13Y der variablen Widerstände R(X) und R(Y) verändert.

Wenn der Schalter 13 geschlossen wird (Schalter 13 ist als

&Iacgr; 10 geöffnet gezeigt, wird jedoch aufgrund einer Druckausübung

I auf das widerstandsbehaftete Material des mittleren Berei-

j () ches 12c durch den Benutzer, wodurch es in Kontakt mit dem

s widerstandsbehafteten Material der Graphittintenfläche lic

f gebracht wird, geschlossen), wird eine Spannung, die reprä-

I 15 sentativ für die X-Koordinate des Berührungspunkts ist,

% erfaßt und über den Widerstand R(Y) übertragen, der siit

I beiden Enden an den Eingang des Operationsverstärkers 34 I angeschlossen ist. Der Operationsverstärker 34 ist so aus-

- gewählt, daß er ein sehr große Impedanz R₃ relativ zu der ■ 20 Impedanz von R(X) und den parallelen Widerständen R(Y) hat. r Von Interesse ist, während der Stand der Technik (Fig.

I 5a bis Fig. 5d und insbesondere Fig. 5c) eine Schaltungsan

ordnung offenbart, die ähnlich der hier gezeigten 1st_s durch &ngr;. die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung der Fehler in der 25 Messung durch Verwendung der beiden Komponenten des Widerstands R(Y) in Parallelanordnung im Gegensatz zu nur einer Komponente, wie sie in Fig. 5C (Stand der Technik) gezeigt 1st, verringert wird. Das Maß der Verringerung 48 steigt an, wenn der Wert von R(Y) ansteigt. Fig. 3 zeigt die Ver-30 Hngerung AR der Impedanz von R(Y) als eine Funktion der Y-Koordinate des Berührungspunktes, wenn die X-Koordiaate erfaßt wird. Eine Identische Kurve ergibt sich, wenn die Y-Koordinate erfaßt wird. Diese Verringerung der Impedanz ist &iacgr; durch die quadratische Funktion AR « (R2Y)²/(R14 &diams; R24) I 35 gegeben, wobei R14-+ R24 eine Konstante und R2Y &uacgr;·&tgr; Teil der

Impedanz 1st« der durch die Struktur gonKB dem Stand der I Technik gemessen wird und als R(Y) In Flg. 6C gezeigt 1st.

■ t

••lift···.. J₁

» I . «I I I

• · · 1 > I· Il

-19-

Die Impedanz R₃ des Operationsverstärkers 34 1st typisch von der Größenordnung 10* Ohm, während die Impedanz von R(Y) von der Größenordnung von unter 1000 Ohm und typisch unter SOO Ohm 1st. Die Impedanz der leitenden Balken 11a, 11b, 12a* 12b 1st typisch von der Größenordnung 0.1 0hm oder weniger.

Der Ana1og/D1g1ta1-Wand1er 35, der In dem bevorzugten Aus* führungsbe1sp1e1 der bekannte Baustein ADC0804, hergestellt durch Rational Semiconductor, 1st, setzt das analoge Ausgangssignai aus dem linearen Operationsverstärker 34 in ein digitales Signal um, das repräsentativ für die X-Koord1nate des Berührungspunkts zwischen den leitenden Flächen bzw. Bereichen Legen lic und 12c 1st.

Die Schaltungsanordnung gemäß Flg. 4 stellt ein Ersatzschaltbild für die Dateneingabetafel gem. der vorliegenden Erfindu dar. Die Schaltungeanordnung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist für d Bestimmung deV X-Koordinate des Berührungspunkts zwischen widerstandsbehafteten Flächen oder Bereichen lic und 12c auf den Lagen 11 und 12 beschrieben worden. Die Messung der Y-Koordinate kehrt den Vorgang um und verbindet die Eingangsleitung des Operationsverstärkers 34 mit beiden Enden des Widerstands R(X) anstelle der beiden Enden des Widerstands R(Y). Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 34 repräsentiert dann die Y-Koordinate des Berührungspunkts zwischen den widerstandsbehafteten Flächen oder Bereichen lic u. 12c der Lagen 11 und 12. Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung, durch welche dies bewirkt wird. In Fig. 4 sind vergleichbare Komponenten der Schaltungsanordnung identisch mit der betreffenden Numerierung in Fig. 3 bezeichnet. Die Batterie 31 ist so gezeigt· als wäre sie mit dem Widerstand R(X) verbunden» um einen Strom durch diesen Widerstand zu bewirken, der benutzt wird, um die X-Koordinate zu messen. Die Schalter, die mit A₁, A₂, A3 und A₄ bezeichnet sind,

sind als geschlossen dargestellt, um zu ermöglichen, daß die Koordinate des Berührungspunkts gemessen werden kann. Die Schalter B₁, B₂, B₃ und B₄ sind als geöffnet dargestellt.

-20-

WIe durch die Verbindungen in F1g. 4 gezeigt« ist die terie 31 auf diese Weise an den Widerstand R(X) angeschaltet. Der Sehalter 13 ist als geöffnet dargestellt, wird jedoch aufgrund einer Druckausübung auf die widerstandsbe-S haftete Oberfläche lic so· daß sie in Berührung mit der widerstandsbehafteten Oberfläche 12c kommt, geschlossen. Der Kontakt 13X repräsentiert die X-Koord1nate des Berührungspunktes zwischen den beiden Lagen 11 und 12. Die Enden des Widerstands R(Y) sind mittels der Schalter A₃ und A₄ mit der Eingangsleitung des linearen Operationsverstärkers 34 verbunden, welcher dadurch ein Ausgangssignal erzeugt, das repräsentativ flir die '^"-Koordinate des Berührungspunktes zwischen den Lagen 11 und 12 ist. Wenn es gewünscht wird, die "Y"-Koord1nate dieses Punktes zu messen, werden die Schalter A₁ bis A₄ geöffnet und die Schalter Bj bis B₄ geschiossen, um dadurch die Batterie 31 an die Enden des Widerstands R(X) anzuschalten. Der Widerstand R(X) dient dann als das Sensorelement, um ein Signal, das repräsentativ für die Y-Koordfnate des Berührungspunkts 1st» zu erzeugen und von der Leitung 13y zu der Eingangsleitung des linearen Operationsverstärkers 34 weiterzuleiten. Auf diese Weise wird die Y-Koordinate des Berührungspunkts zwischen den Flächen bzw. Bereichen lic und 12c in einer Weise analog zu der Bestimmmung der X-Koordinate des Berührungspunkts bestimmt. Der Analog/Digitai-Wandler 35 liefert ein digitales Ausgangssignal, das repräsentativ für diese Y-Koordinate ist. Natürlich führt eine folgende Schließung der A-Schalter und eine Öffnung der B-Schalter zu einer nächsten Messung der X-Koordinate. Da die Schalter A und B abwechselnd und der Reffte nach geöffnet bzw. geschlossen werden, kann das System in einer Aufeinanderfolge die X- und Y-Koordinaten des Berührungspunkts bestimmen und Signale, die repräsentativ für diese X- und Y-Koordinaten sind, an eine externe Schaltungsanordnung zur Verwendung durch eine derartige Schaltungsanordnung liefern.

Die zuvor beschriebene Struktur hat den Vorteil, daß Inför-

-21-

(nation gewönnen wird» die repräsentativ für den Flächenmitteipunkt des Berührungsbereichs anstatt einer quantUierten Information wie beim Stand der Technik 1st. Desweiteren wird durcrt Zusammenschalten der beiden "Busbalken" auf der Sensorlage (d. h. die Sensorlage 1st die Lage 11, die R enthält, wenn die X-Koordinate gemessen wird, bzw. die Lage 12 1st, die R_x enthalt, wenn die Y-Koord1nate gemessen wird) eine Verbindung mit einer niedrigeren Störspannungsanfäi-11gke1t erhalten. Der Abfall der Sensor1agen-Impedan2, der durch das Zusammenschalten der beiden "Busbalken¹¹ auf der Sensorlage verglichen mit der Konfiguration nach dem Stand der Technik erreicht wird, 1st In Fig. 3 gezeigt. Grobe Änderungen der Position durch den Operator, der seinen Finger längs der Tasttafel bewegt, wodurch der Berührungspunkt

IS verändert wird, werden mittels des Systems erfaßt, und es werden durch kreisende Bewegung des Fingers Feinkorrekturen vorgenommen. Wegen der Eingangsimpedanz für den Operationsverstärker aufgrund der Parallel verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Hälfte des Wertes der WI-derstände R(X) oder R(Y) oder weniger beträgt, wird der effektive Störspannungsanteil» der in den Operationsverstärker 34 gelangt, reduziert. Desweiteren verringert das Enden der leitenden Balken 11a, 11b, 12a und 12b (Fig. 1) in einer niedrigen Impedanz die Geräusch- oder Störspannung und ( ' 25 eine Hochfrequenz-Interferenz mit dem System.

In Fig. 6 bis Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung gezeigt.

In Fig. 6 ist ein elektrisches Schalturtgsschewa für eine !fast« fei 60 gezeigt, die sowohl die X- als auch die Y-Koordinaten liefert, jedoch in einer Weise, die nicht die Schalter A₁ bis A₄ und B₁ bis B₄ , die in Fig. 4 gezeigt sind, benötigt. In Fig. 6 wird eine positive Spannung an einen Eingangsanschluß jedes_der Widerstände R(X) und R(Y) gelegt. Es ist, wie gezeigt, nur ein einziges Vielfach vorgesehen. Die Tafel eofiefert zwei Spannungen, die proportional zu den va-

-22-

riabien Widerstandi-Ausgangssignaien sind, an einen Computer-E1ngangskana1» woraufhin die Signale 1n Irgendeiner von mehreren unterschiedlichen Arten verarbeitet werden. Eins spezielle Koordinate, die gemessen wird, muß 1n einer be* S stimmten Zelt in einer Aufeinanderfolge von Vorgängen geliefert werden₍ bei denen die erste Koordinate, beispielsweise als Y, und dann die andere Koordinate, beispielsweise X, abgetastet wird.

Ha Teil der Sctoaliaani^aiiaeanung_# dear benutzt wixfl, tm die Tafel genSß

dem Ersatzschaltbild in F1g. 6 zu bilden, 1st 1n Flg. 7 () gezeigt.

In Fig. 7 1st eine Lage 71 aus einem flexiblen Isoiations-

material, beispielsweise Mylar» mit horizontalen leitenden Streifen 73-&idiagr; bis 73-K bedeckt, wobei K eine ausgewählte ganze Zahl und k als i£k£K definiert 1st. Die Streifen 73-1 bis 73-K munden In eine vertikale Widerstandsleitung und sind somit elektrisch mit dieser verbunden. Die Streifen 73-1 bis 73-K sind In einem Ausführungsbeispiel aus leitendem Silber gebildet» und die vertikale WIAerstandsieitung 1st aus einer leitenden widerstandsbehafteten Tintenschicht gebildet. Typische Tinten« die zur Verwendung in der vor-Q liegenden Erfindung geeignet sind, sind dem Fachmann >m allgemeinen bekannt. Ein Ende des vertikalen Widerstands ist mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle verbunden, und das andere Ende des vertikalen Widerstands 72 ist mit Erde oder einem Vielfach verbunden. Die horizontalen leitenden Streifen 73-1 bis 73-K liegen jeweils auf gleichem Potential» sind jedoeh elektrisch jeweils von den benachbarten Streifen Mit der Ausnahme getrennt» daß jede einen t separaten Punkt auf dem Niderstand 72 berührt.

■ Die Auflösung, die durch diese Struktur erreichbar ist,

hängt von den Abstand iron der Streifen 73-k bis zu der Streifen 73-U+l) ab. In Betrieb wird der Widerstand 72 typisch als ein Teil eines RC-Kreises benutzt, der eine

-23-

Zeitkoistante für den Betrieb einer Zeitintervall-Meßschaltung liefert.

Fig. 8 zeigt eine Explosionsdarstellung von Lagen des Materials gemäß Fig. 7, die in einen vollständigen Tafelaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut sind. Die Struktur gemäß Fig. 8 enthält eine erste Lage aus Mylar 71, auf welcher leitende Streifen 73-1 bis 73-M (wobei m 1<m£m ist und M eine ausgewählte ganze Zahl ist) ausgebildet sind, die in einem vertikalen Widerstand 72 enden. Der Widerstand 72 besteht aus einem Material der Art, daß ein wesentlicher Spannungsabfall von dem einen Ende zu dem anderen Ende des widerstandsbehafteten Materials des Widerstands 72 erreicht wird. Unter dieser Lage 70 ist ein Abstandshalter 85 vorgesehen, der aus einem quadratischen Ring mit einem zentralen Bereich 85a, welcher offen gelassen 1st, besteht. Der Abstandshalter 85 1st aus einem isolierenden Material gebildet. Unterhalb des Abstandshalters 85 1st eine Erdungslage 86 vorgesehen, die aus einer leitenden Lage besteht, welche in der Lage 1st, an allen Punkten 1m wesentlichen gleiche Potentiale aufzuweisen. Unterhalb der Erdungslage 86 ist ein zweiter Abstandshalter 87 mit einem Fenster 87a, das in dessen Mitte ausgebildet 1st, vorgesehen. Auch der zweite C Abstandshalter 87 hat eine quadratische Form und bildet einen quadratischen Ring, der 1n der Lage 1st, eine Trennung zwischen der Erdungslage 86 und einer unteren Lage 80 der Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung aufrechtzuerhalten. Die untere Lage 80 besteht aus einer Lage, die In Ihrer Stuktur mit der Struktur der Lage 70 mit der Ausnahme Identisch 1st, daß leitende Streifen 83-1 bis 83N senkrecht zu den leitenden Streifen 73-1 bis 73-M, die auf der aus Mylar bestehenden Lage 70 ausgebildet sind, ausgerichtet angeordnet sind. Ein vertikaler Niderstand 82 berührt ein Ende jedes der leitenden Streifen 83*1 bis 83-N, und sowohl die leitenden StreifTn 83*a1s auch der vertikale Widerstand 82 sind auf einem Mylar-Substrat 81 ausgebildet. Wie 1n Flg. gezeigt* Rißt die untere Lage 80 zusammen mit den leitenden

·■ ti fft ■

-24-

Streifen 83-1 bis 83-N die X-Koordinate eines Berührungspunkts, während die Lage 70 zusammen mit den leitenden Streifen 73-1 bis 73-H die Y-Koordinate dieses Punkts mißt. Der sich ergebende Aufbau kann eine direkte Messung gleichzeitig sowohl der X- als auch der Y-Koordinate eines Berührungspunkts durchführen, oder es können, falls dies gewünscht ist, um die Kosten zu minimieren und lediglich einen linearen Operationsverstärker des Typs, der in Fig. 3 gezeigt ist, verwenden, die Koordinaten des Berührungspunkts in Aufeinanderfolge gemessen werden.

Fig. 9 zeigt eine alternative Ausführung für die Tasttafel des Typs, der in Fig. 8 gezeigt ist.

In Fig. 9 sind Lagen 70 und 80, wie in Fig. 8 gezeigt, dargestellt, mit der Ausnahme, daß die Lage 80 auf ihrer oberen Oberfläche eine leitende Ebene ausgebildet hat, die elektrisch durch eine Verbindungsstelle 97 mit einer leitenden Metallbasis- und Erdelektode 96 verbunden ist. Das vertikale Anordnungsmuster auf der Lage 80 und das horizontale Anordnungsmuster auf der Lage 70 sind genauso ausgebildet, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben ist,, Indessen 1st ein isolierender Abstandshalter, beispielsweise ein Abstandshalter 85 oder ein Abstandshalter 87, wie in Fig. 8 gezeigt, nicht zwischen die Lage 80 und die Lage 70 eingefügt. Aufgrund einer Druckausübung auf die Lage 70 bringt der Benutzer einen spezielle Streifen 73-M auf der leitenden Lage 70 in Berührung mit der Erdiingsebene oder der leitenden Schicht auf der oberen Seite der Lage 8C und bringt einen speziellen, nämlich 83-N, der leitenden Streifen 83-1 bis 83-N, die auf der unteren Oberfläche der Lage 80 ausgebildet sind, in Berührung mit der darunterliegenden Erdungsebene oder Erdelektrode 96. Dementsprechend werden wiederum die X- und Y-Koord1naten des Berührungspunkts bestimmt, jedoch 1n diesem FtH gleichzeitig, wenn dies gewünscht wird, abhängig davon, ob eine oder zwei Leseschaltungen des Typs, der in Fiy. 3 gezeigt sind, benutzt werden.

-25-

Die Schaltungs-Anordnungen gemäß den Figuren 6, 7, 8 u. 9 haben den Vorteil, daß keine zusätzliche Schaltungstechnik des Typs, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, benötigt wird, da diese Struktur Widerstandswerte erzeugt, die sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Fingers des Benutzers oder eines Stifts auf der Tafeloberfläche verändern. Diese Anordnung erbringt auf diese Weise bestimmte kostenmäßiae Vorteile gegenüber mehr komplexen Tafeln. Die Anordnungenthält im Prinzip zwei variable Widerstände, die die X- und Y-Koordinaten des Punkts der Berührung der Tafel durch den Benutzer bestimmen. Es sei

angemerkt, daß der Abstand zwischen den Streifen 73-1 bis ( 73-M und 83-1 bis 83-M die Auflösung bestimmt, die durch die vorliegende Erfindung erreichbar ist.

Die Auflösung kann durch Zufügen einer logischen Schal-

tungsanordung zum Erfassen der Berührung zweier benachbarter leitender Streifen anstelle lediglich eines Streifens verdoppelt werden. Für den Fall, daß zwei benachbarte leitende Streifen berührt werden, ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß ein mittlerer Ort der Berührung als equidistant zwischen den zwei Streifen angenommen werden kann. Durch Vorsehen unterschiedlicher Anzahlen und Abstände der Streifen für die X-Koordinate gegenüber denen für die Y-Koordi-, nate kann die Auflösung der Tafel von der einen Achse zu der anderen variiert werden.

Das widerstandsbehaftete Material, das als Streifen bzw. Widerstände 72 oder 82 gezeigt ist, 1st von einer derartigen Zusammensetzung und Abmessung, daß deren Widerstandswert über alles gleich dem größten Wert ist, der mit Potentiometern, die anderweitig 1n Computersystemen nach dem Stand der Technik benutzt werden, erreicht wird. Falls beispielsweise ein Computersystem für eine Verwendung mit 500,000-Ohm-Potentiometern ausgelegt 1st und ein widerstandsbehafteter Streifen auf der 6*s1s eines Graphittinten-Siebdruekverfahrens mit einem FlHchenwiderstand von 5,000 Ohm hergestellt wird» wurde dieser widerstandsbehaftete Streifen ein

-26-

Längen/Breiten-Verhältnis von 100 zu 1 haben müssen, um den gewünschten Widerstandswert zu erzielen.

Di« gezeigten Lagen, die aus Nylar hergestellt sind, können ebenso aus Irgendeinem anderen dünnen flexiblen, Isolierenden Plastikmaterial oder einem anderen gleichwertigen Material bestehen. Die Lagen, nämlich beispielsweise die Lagen 70 und 80., können durch irgendeines aus einer Anzahl von Verfahren, nämlich beispielsweise durch Siebmasktn-Aufdampfung oder Schichtung, gebildet werden, sind jedoch nicht in ihrer Herstellung auf solche Verfahren beschränkt;,

Die Erdungslage 86, die in Fig. 8 gezeigt ist, kann aus einer isolierenden Schicht gebildet sein, auf der zwei leitende Flächen ausgebildet sind, wovon eine in Kontakt mit den leitenden Streifen auf der oberen isolierenden Lage 70 und die andere in Kontakt mit den leitenden Streifen auf der unteren isolierenden Lage 80 gebracht wid. Alternativ dazu kann diese Erdungslage aus einer einzigen leitende Lage eines bestimmten Materials bestehen.

(Sie Lagen 70 und 80, die in Fig. 8 gezeigt sind, und die korrespondierenden Lagen 70 und 80, die 1n Fig. 9 gezeigt sind, sind derart miteinander Über dünne Abstandshalter angeordnet, daß sie, wenn sie nicht zusammengedrückt werden, durch Zugspannung mit einem Abstand voneinander gehalten werden. Wenn die Oberfläche einer der Lagen mit einem Finger oder einem geeigneten Hilfsmittel niedergedrückt wird, wird sie an dem Berührungspunkt ausreichend unter Druck gesetzt, um die beiden Legen in Berührung mit der leitenden Lage zu bringen. Dies erzeugt wirksam zwei separate Widerstandswerte In Übereinstimmung mit der Ersatzschaltung,, die In Flg. 6 gezeigt 1st. Auf diese Welse sind aie iSdTaltui^s-Anca^anungen, die scwd In Pig. 8 als auch In Hg. 9 gezeigt sind, geeignete E1ngabee1nr1chtungen f Ui^ ein-Computersystem.

Wenn ein Finger längs cin^r Achse der Struktur gemäß Flg. 8

I &igr; i

&igr; &iacgr; &iacgr; · &iacgr;

■!·■··

27»

oder F1g. 9 bewegt wird, Mndtrt lieh der Widerstand einer der Lagen In Abhängigkeit von der Fingerposition, wehrend der andere jeweils Im wesentlichen konstant bleibt. Wenn der | Finger lungs der anderen Achte bewegt wird, tritt tine W1- ) S deritandsfnderung, wie luvor beschrieben, für diese Achse auf.

Da die Verwendung von drei flexiblen Lagen zusätzliche Kosten bedeutet und da jede Tafel typischerweise eine steife

Stutzplatte benotigt, hat die alternative Ausfuhrung fur die

Tafel, die In F1g. 9 gezeigt 1st, bestimmte Vorteile. Die r Tafel gemäß F1g. 9 1st aus einer ersten Lage mit leitenden Balken und widerstandsbehafteten Streifen, einer zweiten Lage der ersten Art, die mit Ihrer Oberfläche den leitenden Pfaden auf der ersten Lage, die mit «Iner gleichförmigen, hochleitenden Deckschicht versehen 1st, benachbart 1st, und einer steifen Metal!basis eines nichtkorrodierenden höchstleitenden Materials, beispielsweise rostfreiem Stahl, aufgebaut. Beide flexiblen Lagen sind so angeordnet, daß sie einen Abstand voneinander aufweisen, wenn sie nicht angetastet werden. Ein Fingerdruck bringt alle Oberflächen an einen Punkt In Kontakt, um zwei Widerstandswerte zu erzeugen, die Charakteristika haben, wie zuvor Im Zusammenhang mit der Struktur gemäß Flg. 8 als Beispiel besehrieben 1st. ^ 25

Während zahlreiche Herstellungstechniken zur Herstellung der Dateneingabetafein» wie sie zuvor besehrieben wurden, geeignet sind, sind uis Tafeln gemäß der vorliegenden Erfindung Insbesondere geeignet, durch Verwendung von Niedrigkosten-Schirm- oder Filedrucfctechnifcen gefertigt zu werden, dfe normaler' weiese mit der Meebrantastatur-Technologie zusammenhangen.

Während die Erfindung anhand dreier Ausfuhrungsbeispiele beschrieben worden ist, ist ersichtlich, daß andere Ausführungsbeispieie für -die vorliegende Erfindung fUr den Fachmann im Hinblick auf die oben genannte Offenbarung nahegelegt sind. Die oben gegebene Offenbarung soll lediglich die

• ' · 1 &diams; « # 4 &diams;

• &igr; ·* Il ·« ·

-28-

Erfindung verdeutlichen, sie jedoch nicht auf die beschrie benen AusfUhrungsbeispieie beschränken.

i, a· a ■)··> > «a

atttii«·«·«···

Iu &igr; &igr; t &igr; &igr; a &igr; &igr; a · M&ugsiieichenl iste

Fig« 1 bis Fig. ..4.

10 Dateneingabebafel

11 obere Lage

11a leitende streifen oder Balken

11b leitende Streifen oder Balken

12 zweite untete Lag«/

12a leitende streifen oder Balken

12b leitende streifen oder Balken

12g mittlerer Bereich

13 Schalter, der entweder geöffnet oder geschlossen sein kann

13X Berührungspunkt (Kontakt)

13Y Variabler Kontaktbankt

31 Batterie

34 Operationsverstärker

35 Analog/Digital-Wandler

II

Fig. 5a; (Stand der Technik)

Blockschaltbild fur eine typische Schnittstellenschaltung zum Anschluß von Analogeinrichtungen

50 Lagenumschaltnetzwerk

51 Tasttafel

52 PLY-Schaltbefehle

53 Adress-Decodier- u. Steuerlogik

54 Bewerter / Puffer

55 Analog/Digital-Wandler

57 Adressen

58 Daten

59 zum Mikroprozessor

Fig. 5b: (Stand der Technik) Typisches Umschalt-Netzwerk 501 Systemabhängig

Fig. 5c; (Stand der Technik) Statische äquivalente Schaltung

510 Transistor "aus"

511 Transistor "ein"

512 Berührungspunkt zwischen den Lagen

513 "X"-Tasttafel-Lage (eingeschaltet)

514 V_x-Ausgabe

Fig. 5d: (Stand der Technik) Typische Digitalsisierungsscnaltung für Anaiog-Einrichtungen

r 520 Takt

^ 521 Daten

522 Verstärkung

523 Versatz

524 Adressdecodierung und Steuerung

525 Adressen

526 Steuerung

Fig.6: Tasttafel-Anschlüase zum Liefern zweier Ausganqsjjqnale aus veränderlichen Widerstanden an dem Computer-EinganqssignäT-Kanal

60 Tasttafel

61 X-Ausgangssignal

62 Y-Auegangaßignal

63 Refettnapotentlal

64 zum Computet-Analogeingangssigtial-Kanal

·· · tt It »· ··

III

Fig. 7: Lage oder flexibler Isolator (Mylar) beschichtet mit horizontalen leitenden Streifen (Silber), die in einem verkalen Wiederstandsschreiben (Kohlenstofftinte) munden

70 Lage

71 Mylar-Lage

72 Widerstandsbehafteter Streifen aus Silbertinte

73-1

horizontal leitende Streifen 73-k

73-K

76 Silbertintenstreifen

78 +Vi von (A oder C)

( 79 Vielfach nach B

Fig. 8; Vollständiger Tafelaufbau

80 untere Lage, &khgr;-Lage

81 Mylar Substrat

82 Vertikaler Widerstand 83-1

83-n leitende Streifen

83-K

85 Abstandshalter mit Fenster 85A Zentraler Bereich

86 Erdungslage

87 Zweiter Abstandshalter ( 87a Fenster

88 oben

89 unten

Fig. 9 Alternative Ausführung für einen vollständigen Tasttafel-Aufbau

91 horizontales Anordnungsmuster auf Unterseite Lage

92 vertikales Anordnungemuster auf Unterseite Lage

93 B-Vielfach

95 festes leitendes Material auf Oberseite Lage

96 Metallbasis- und Erdelektrode

97 Verbindungsstelle

I · ·· ··* * Il Il Il

I* · · ti Il Il

•»•It· t f ··*· I Il

Claims

• t · Il If ·· · ·
PATENTANWÄLTE Telefon <QB9) 2&bgr; 6684-86
DipWng. H. MITSCHERUCH tS^SJSSSS^
Dipl-lng. K. GUNSCHMANN Telecopier (&Ogr;&bgr;&thgr;) 20 39 63 Dipl.-lnoDr.rer.nat W. KÖRBER ^lS⁷⁵⁸
DipL-&Igr;&eegr;&bgr;. J. SCHMIDT-EVERS
. W. MELZER
St· inedoriWrafle IO EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-8000 München 22
7. September 1988

Gebrauchsmusteranmeldung G 84 07 989.4 Koala Technologies Corp.

Ansprüche:

1. Dateneingabetafel zum Eingeben von Daten in einen Computer, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Lage O 5 (11; 70) eines isolierenden Materials mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche vorgesehen 1st, daß eine zweite Lage (12; 80) aus einem isolierenden Material mit einer ersten Oberfä'che und einer zweiten Oberfläche vorgesehen 1st, daß eine erste Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K) vorgesehen ist, welche Streifen auf der ersten Oberfläche der ersten Lage (70) derart ausgebildet sind, daß jeder dieser Streifen (73-1 bis 73-K) von dem oder den benachbarten Streifen einen ersten ausgewählten Abstand aufweist, daß eine zweite Anzahl von leitenden Streifen (83-1 bis83-N), die auf jder ersten Oberflüche der zweiten Lage (80) ausgebildet sind, vorgesehen 1st, welche Streifen derart ausgebildet sind, daß jeder der zweiten Anzahl von

»4 · * «If·!·· 14«··« · * IH &igr; I t &diams; ·

-2-

leitenden Streifen von dem benachbarten oder den benachbarten Streifen einen zweiten ausgewählten Abstand aufweist, daß ein erster widerstandsbehafteter Streifen (72) vorgesehen ist, der ein Ende jedes der ersten Anzahl von leitenden 5 Streifen (73-1 bis 73-K) auf der ersten Oberfläche der er-I sten Lage (70) berührt und damit verbunden lsi, daß ein f zweiter widerstandsbehafteter Streifen (82) vorgesehen ist,

der ein Ende jedes der zweiten Anzahl von leitenden Streifen , (83-1 bis 83-N) auf der ersten Oberfläche der zweiten Lage I 10 (80) berührt und damit verbunden ist, daß eine dritte Lage I (86) vorgesehen ist, die aus einem leitenden Material besteht und eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, daß ein Abstandshalter (85) zum Halten eines ausgewählten Abstands zwischen der ersten Lage (70) und der ersten Ober-15 fläche der dritten Lage (86) aus leitendem Material vorgesehen ist, wobei die erste Lage (70) derart orientiert ist, ... daß die erste Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K) I der ersten Oberfläche der dritten Lage (86) aus leitendem I Material gegenübersteht, daß ein Abstandshalter (87) zum I 20 Halten eines ausgewählten Abstands zwischen &uacgr;&bgr;&tgr; zweiten Lage I (80) aus isolierendem Material und der zweiten Oberfläche § der dritten Lage (86) aus leitendem Material vorgesehen ist» I wobei die zweite Lage (80) derart orientiert ist, daß die zweite Anzahl von leitenden Streifen (83-1 bis 83-N) der

I 25 zweiten Oberfläche der dritten Lage (86) aus leitendem Material gegenübersteht, daß erste Mittel zum Bilden eines

I elektrischen Kontakts mit dem ersten Streifen (72) aus dem widerstandsbehafteten Material vorgesehen sind und daß

* zweite Mittel zum Bilden eines elektrischen Kontakts mit dem 30 zweiten Streifen (82) aus dem widerstandsbehafteten Material

: vorgesehen sind.

2. Dateneingabetafel nach Anspruch 1, dadurch g e k e &eegr; &eegr; f 2 e 1 c h &eegr; e t , daß die erste Anzahl von leitenden Strei-I 35 fen (73-1 bis 73-K) *uf der ersten Lage (70) aus leitendem , Materiel aus parallelen Streifen besteht« die unter einem I ausgewählten Abstand voneinander angeordnet sind» daß der

-3-

erste Streifen (72) aus widerstandsbehaftetem Material ein erstes "Potentiometer" darstellt, daß die zweite Anzahl von leitenden Streifen (83*1 bis83-N) eine zweite Anzahl von parallelen leitenden Streifen mit einem ausgewählten Abstand voneinander 1st und daß der zweite widerst&ndsbehaftete Streifen (82) ein zweites "Potentiometer" darstellt, wobei die erste Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K) senkrecht zu der zweiten Anzahl von leitenden Streifen (83-1 bis 83-N) angeordnet 1st.
10

3. Dateneingabetafel nach Anspruch 2, dadurch g e k e &eegr; &eegr; -

C' zeichnet, daß Mittel zum Beaufschlagen des ersten widerstandsbehafteten Streifens (72) mit einem ersten Potential vorgesehen sind, daß Mittel zum Beaufschlagen des zweiten widerstandsbehafteten Streifens (82) mit einem ,. zweiten Potential vorgesehen sind und daß Mittel zum Beaufschlagen der dritten Lage (86) mit einem Referenzpotential vorgesehen sind.

4. Dateneingabetafel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzpotential Erdpotential ist.

(^ S. Dateneingabetafel nach Anspruch 3, dadurch g e k e &eegr; &eegr; ze lehnet, daß das Referenzpotential einer ausgewählten Spannung entspricht.

6. Dateneingabetafel nach Anspruch 3_r dadurch g e k e &igr;. &eegr; zeichnet, daß· Mittel zu« Bestiemen der X-Koordinate und der Y-Koordinate eines Punkts einer Berührung auf der Struktur in Abhängigkeit von einer Druckausübung auf die erste Lage (70) und auf die zweite Lage (80) gleichzeitig in Berührung mit der dritten Lage (86) an dem ausgewählten Punkt vorgesehen sind, um dadurch ein erstes Potential über zumindest einem TSbschrntt des ersten widerstandsbehafteten Streifens (72) und ein zweites Potential über zumindest einem Abschnitt des zweiten widerstandsbehafteten Streifens

-4-

(82) zu erzeugen, wobei das erste Potential repräsentativ für den Wert einer ersten Koordinate und das «weite Potential repräsentativ für den Wert einer zweiten Koordinate senkrecht 2u der ersten Koordinate des augewähiten Punkts S sind.

7. Dateneingabetafel zvaa Eingeben von Daten in einen Compute*, d durch gekennzeichnet, daß eine erste Lage (11; 70) eines Isolierenden Materials mit einer ersten Oberflache und einer zweiten Oberflache vorgesehen 1st, daß eine zweite Lage (12; 80) eines Isolierenden Materials mit einer ersten Oberflache und einer zweiten Oberflache vorgesehen ist, daß eine erste Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis73-K), welche Streifen auf der ersten Oberfläche der ersten Lage (70) aus Isolierendem Material ausgebildet sind, vorgesehen 1st, daß ein erster widerstandsbehafteter Streifen (72), der in Berührung mit einem Ende jedes der ersten Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K) auf der ersten Oberfläche der ersten Lage (70) aus isolierendem Material in Berührung steht, um damit in Verbindung zu stehen, vorgesehen ist, daß eine zweite Anzahl von leitenden Streifen (83-1 bis 83-N), die auf der ersten Oberfläche der zweiten Lage (80) aus isolierendem Material ausgebildet sind, vorgesehen ist, daß ein zweiter widerstandsbehafteter Streifen (82), der in Berührung mit einem Ende jedes der zweiten Anzahl von leitenden Streifen (83-1 bis S3-N) auf der ersten Oberfäche der zweiten Lage (80) aus isolierendem Material ausgebildet und somit mit diesem verbunden ist, vorgesehen ist, daß eine leitende Schicht, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Lage aus isolierendem Material ausgebildet ist, vorgesehen ist, daß eine dritte Lage (86) aus leitendem Material vorgesehen ist, daß Mittel zum Orientieren der ersten Lage (70) aus isolierendem Material, der zweiten Lage (80) aus isolierendem Material und der dritten Lage (86&Ggr; ausweitendem Material derart vorgesehen sind, daß die erste Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K) der leitenden Schicht, die auf der zweiten

<« t Il I· ·&diams; ··

-5-

Oberfia'che der zweiten Lage aus Isolierendem Material ausgebildet 1st, gegenübersteht, daß die zweite Anzahl von leitenden Streifen (83-^{1 bis} 83-N) der Lage aus leitendem Material gegenübersteht, jedoch davon einen ausgewählten Abstand derart aufweist, daß durch Ausübung eines Drucks auf einen ausgewählten Punkt auf der Struktur einer oder zwei ausgewählte der ersten Anzahl von leitenden Streifen (73- 1 bis 73-K) in Berührung mit der leitenden Schicht, weiche auf der zweiten Oberfläche der zweiten Lage aus Isolierendem Material ausgebildet 1st, und einer oder zwei ausgewählte der zweiten Anzahl von leitenden Streifen (83-1 bis 83-N) in Berührung mit der dritten Lage (86) aus leitendem Material kommen, um dadurch die erste Koordinate des Punkts der Berührung und eine zweite Koordinate, die senkrecht zu der ersten Koordinate des Punkts der Berührung steht, zu bestimmen.
8. Dateneingabetafel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Streifen (72) aus wider* standsbiehaftetem Material ein erstes "Potentiometer" darstellt, daß der zweite Streifen (82) aus widerstandsbehaftetem Material ein zweites "Potentiometer" darstellt und daß Mittel 2um Bestimmen des Stroms durch den ersten Streifen (72) aus widerstandsbehaftetem Material und des Stroms durch den zweiten Streifen (82) aus widerstandsbehaftetem Material vorgesehen sind, um dadurch die erste Koordinate (X) des Punkts der Berührung und die zweite Koordinate (Y), die senkrecht zu der ersten Kooridnate (X) des Punkts der Berührung orientiert ist, zu bestimmen.
9. Dateneingabetafel zum Eingeben von Daten in einen Computer, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Lage (11; 70) aus isolierendem Material mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche vorgesehen ist, daß eine erste Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K), die auf der ersten Oberfläche der ersten Lage (70) derart ausgebildet sind, daß jeder dieser Streifen einen ausgewählten Ab-

·*«<<« Il f· >1 I*

« « * 111· 1)14

&Idigr; « 4 ti «III«

a · 4 ti &igr;· ti t ·

-6-

stand von einem benachbarten oder den benachbarten Streifen aufweist, vorgesehen 1st, da* ein erster widerstandsbtfhafteter Streifen (72) vorgesehen 1st* der ein Ende jedes aus der Anzahl von leitenden Streifen (73-1 bis73-K) auf der

S ersten Oberfläche der ersten Lage (70) berührt und damit mit diesem verbunden 1st, wobei der erstt widerstandsbehaftete Streifen (72) ein "Potentiometer¹· darstellt, daß eine zweite Lage vorgesehen 1st, die aus einem leitenden Material be· steht, wobei die zweite lage eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, daß ein MIttel (&5) 2um Halten der ersten Lage (70) in einem ausgewählten Abstand von der zweiten Lage vorgesehen 1st, wobei die erste Anzahl von leitenden Streifen (73-¹ bis73«K), die auf der ersten Oberfläche ausgebildet 1st, der ersten Oberfläche der zwe1-ten Lage gegenübersteht, daß MIttel zum Beaufschlagen des ersten widerstandsbehafteten Streifens (72) mit einem elektrischen Potential vorgesehen sind und daß Mittel zum Erfassen der Impedanz vorgesehen sind, die durch den ersten widerstandsbehafteten Streifen (72) angeboten wird, wobei die Impedanz repräsentativ für die Koordinate eines speziellen aus der ersten Anzefti von leitenden Streifen (73-1 bis 73-K) 1st, der in Berührung mit dem leitenden Material in Abhängigkeit von einem Benutzer gebracht wird, der die erste Lage (TQ) gegen die zweite Lage drückt.